Механизированные способы сварки


Категория Корпуса судов

Сварка в углекислом газе. Благодаря большой экономичности процесса, возможности обеспечения высоких механических свойств сварного соединения и видимости дуги этот способ сварки нашел значительное применение в судоремонте.

Степень защиты определяется расходом. Минимальное содержание азота в металле шва и отсутствие пор достигаются при расходе углекислого газа свыше 960 л/ч. Практически в современных установках расход газа устанавливается равным 1000—1200 л/ч (1,04-1,2 м3/ч).

Однако углекислый газ не может, как инертные газы гелий или аргон, защищать дугу от кислорода воздуха. Среда углекислого газа является окислитель-поп, и при сварке в углекислом газе необходимы меры борьбы с его окисляющим действием. Такой мерой является введение в сталь раскислителей. Наиболее распространенными раскислителями являются марганец и кремний, соединения которых с кислородом, имея небольшую плотность, всплывают на поверхность расплавленного металла в виде шлака. Обычная сварочная проволока марок Св-08, Св-08А содержит кремния до 0,03% и марганца до 0,6%. Сварочная проволока для сварки в углекислом газе должна содержать кремния 0,8—1,2% и марганца 10—1,5%. По ГОСТ 2246-70 применяются проволоки марок Св-08ГС, Св-08Г2С и др. При полуавтоматической сварке в углекислом газе проволокой диаметром 0,8; 1,0; 1,2 мм конструктивные элементы швов сварных соединений и подготовку кромок выполняют по ГОСТ 5264-69, при использовании проволок диаметром 1,4 и 1,6 мм — по ГОСТ 14771-69.

Сварка в инертных газах. Воздух, окружающий дугу, является активной средой по отношению к свариваемому металлу: находящиеся в нем газы взаимодействуют с металлом и, как правило, ухудшают его свойства. Для защиты дуги от воздуха применяют аргон или гелий. В судоремонте для сварки алюминиевых и алюминиево-магниевых сплавов применяется аргоно-дуговая сварка как не-плавящимся, так и плавящимся электродом.

При сварке неплавящимся электродом между изделием. и электродом возникает дуга с выделением тепла, при котором плавится присадочный пруток, вносимый в зону сварки.

В качестве неплавящихся электродов применяют вольфрамовые прутки диаметром 2—6 мм по ТУ 48-19-27-72. Кромки разделывают на строгальном или фрезерном станке, на циркульных пилах и т. д.

Присадочную проволоку выбирают в зависимости от химического состава основного металла и от требований, предъявляемых к металлу сварного шва. Обычно применяют прутки диаметром 2—6 мм из АМг по ГОСТ 7871-.75. Перед сваркой кромки деталей и прилегающие к ним участки поверхности на ширине 150—200 мм тщательно зачищают с целью удаления масла, влаги, краски, промывают ветошью или ватой, смоченной в специальном растворителе. Присадка подается в ванну, короткими толчкообразными Движениями; оплавленный конец присадки не рекомендуется выводить из зоны газовой защиты во избежание окисления. Скорость сварки должна соответствовать режиму и расходу газа.

Большое значение имеет выбор режимов сварки, к основным параметрам которого относятся: диаметр вольфрамового электрода, сварочный ток, напряжение Дуги, расход защитного газа и диаметр присадки.

Рис. 1. Схема процесса сварки в углекислом газе:
1 — проволока; 2 — мундштук; 3 — насадка

Промышленность выпускает для ар-гоно-дуговой сварки алюминиевых сплавов вольфрамовым электродом установки УДГ-301, УДГ-501 и др.

При сварке плавящимся электродом шов образуется за счет проплавления основного металла и расплавления электродной проволоки. Сварка осуществляется постоянным током обратной полярности. Для сварки применяются источники постоянного тока с жесткой внешней характеристикой.

Тонколистовой металл обычно сваривается при наклоне электрода в сторону, его движения по стыку — углом назад. При сварке нахлесточных и тавровых соединений элеюрод направляют под углом 55—60° к плоскости листов. Значительное влияние оказывает величина вылета электрода. При увеличении вылета электрода растет скорость его расплавления и, соответственно, доля электродного металла в шве, при уменьшении вылета улучшаются условия возбуждения дуги и повышается ее стабильность. Для сварки используются полуавтоматы типа ПШП.

Сварка порошковой проволокой. Этот метод успешно применяется при изготовлении металлоконструкций и восстановлении изношенных поверхностей деталей. Предназначена порошковая проволока для механизированной сварки и наплавки сталей открытой дугой и под флюсом в нижнем и наклонном положениях на постоянном токе при обратной полярности.

Для разных типов и конструкций проволок установлены оптимальные составы, соотношение и общее количество газо- и шлакообразных материалов сердечника, при которых наблюдается равномерное его плавление с оболочкой и обеспечивается нормальный процесс сварки и. требуемые свойства металла шва. Промышленность выпускает ряд марок порошковых проволок диаметром 2,0; 2,5; 2,8 и 3,0 мм.

Проволока ПП-АН1 трубчатой конструкции с сердечником рутилового типа предназначена для сварки в нижнем положении конструкций из углеродистых сталей, характеризуется хорошими сварочно-технологическими свойствами, малой токсичностью выделяющихся при сварке пыли и газов, сравнительно небольшим проваром.

Рис. 2. Схема процесса аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом:
1 — присадочная проволока; 2— газоэлектрическая горелка; 3 — свариваемые детали

Порошковая проволока ПП-АНЗ сложной конструкции имеет сердечник с» рутилкарбонатфлюоритовой шлако-образующей основой; предназначена для сварки в нижнем положении конструкций из углеродистых и низколегированных сталей.

Порошковая проволока ПП-АН4 рекомендуется для сварки особо ответственных конструкций с дополнительной защитой зоны сварки углекислым газом. С защитой в углекислом газе применяется также проволока ПП-АН5.

Для сварки конструкционных сталей выпускается также проволока марок ПП-АН6.

Для получения износостойких наплавок разработана гамма порошковых проволок, дающих твердость наплавленного металла в пределах 28—56 HRC.

В настоящее время широкое распространение получила порошковая лента ПЛ-АН101.

Сварка открытой дугой легированными проволоками. Сварка открытой дугой легированными проволоками сплошного сечения применяется при изготовлении конструкций из углеродистых сталей толщиной 2 мм и более в различных пространственных положениях.

Промышленность выпускает проволоки марок: 20-ГСТЮ (ЭП-245) по ЦНИИЧМ/ЧМТУ 801-62 и 15/ГСЮЦ с церием (ЭП-439) по ЦНИИЧМ/ЧМТУ 850-63 диаметром от 1,0 до 2,5 мм.

Сварка проволокой диаметром от 1,2 до 2,5 мм производится любым серийным полуавтоматом: ПШ-5, ПШ-54, А-765 и другими, плавно подающими проволоку. В качестве источников питания применяются генераторы ПС-300, ПСО-ЗОО, ПС-500, ПСО-500 и выпрямители ВС-300 и ВС-600. Для сварки в вертикальном и потолочном положениях рекомендуется дополнительная приставка к выпрямителю, обеспечивающая наложение кратковременных импульсов на дугу постоянного тока (импульсник марки ИПП-1). Сварка проволокой диаметром 1 мм и менее производится полуавтоматом А-547 от выпрямителей ВС-200 или ВС-300.

Сварка с магнитным флюсом. Флюс, обычно керамический, содержащий в своем составе железный порошок, притягивается к электродной проволоке под влиянием магнитного поля, создающегося вокруг нее при прохождении тока. Голая проволока по выходе из держателя оказывается покрытой плотным слоем намагничивающегося флюса. Для сварки используется обычная сварочная проволока марок Св-08 и Св-08А диаметром 1,6—2,5 мм. Сварка производится на постоянном токе обратной полярности.

Сварка с флюсогазовой защитой. Улучшение процесса сварки в углекислом газе может быть осуществлено за счет дополнительной шлаковой защиты переносимого через дуговой промежуток электродного металла.

По принципу сведения шлакообразующнх и раскисляющих элементов в зону дуги различают три метода сварки в углекислом газе с дополнительной флюсовой защитой: сварка электродной проволокой с наружным покрытием, сварка порошковой электродной проволокой, сварка с применением магнитного керамического флюса. Последний метод сварки для условий судоремонта наиболее подходящий, так как появляется возможность.

Рис. 3. Конструкция порошковой ленты:
а — с двумя замками; б — с одним замком

Рис. 4. Схема процесса сварки с магнитным флюсом:
1 — проволока; 2 — мундштук; 3 — флюс; 4 — магнит; 5 — насадка

Механизации ручной сварки в любых пространственных положениях.

Недостатком сварки с покрытой проволокой является ее высокая стоимость и трудность осуществления полуавтоматического процесса сварки со шланговой аппаратурой. Практически применяются автоматические установки только для сварки в нижнем положении.

Наплавка керамическими стержнями. Механизированная наплавка керамическими стержнями в сочетании с проволокой Св-08, Св-08А или других марок проводится от любых серийных полуавтоматов, применяемых для сварки в углекислом газе или иод флюсом, с небольшим изменением держателя, т. е. добавляется приставка для керамического стержня.

Этот метод разработан ЦНИИТ-МАШем. Он заключается в том, что в сварочную дугу по мере оплавления проволоки подается керамический стержень. Вдоль образующей стержня имеется паз для сварочной проволоки. Метод высокопроизводительный, отличающийся большой маневренностью. Керамические стержни выпускаются по технологии изготовления штучных покрытых электродов и предназначаются для наплавки малоуглеродистого слоя (ЦСК-5), износостойкого слоя (ЦСК-80Х4СГ) и чугуна (ЦСК-4).

Сварка электрозаклепками. Полуавтоматическая сварка электрозаклепками под флюсом является наиболее эффективным способом сварки нахлесточиых соединений тонколистовых конструкций.

При этом методе резко уменьшается деформация конструкций, повышается производительность и снижается расход электроэнергии вследствие отсутствия холостого хода у сварочных трансформаторов. Сварка выполняется с помощью специальных сварочных полуавтоматов, которые могут быть использованы для следующих электрозаклепочных работ:
1) сварки двух элементов, сопрягающихся между собой внахлестку, путем постановки электрозаклепок в отверстиях верхнего элемента, путем сквозного (без отверстия) проплавления верхнего элемента (рис. 4-10,6);
2) заварки сквозных отверстий в старых листах и профилях.

Пост для сварки электрозаклепками состоит из трех основных частей:
— электрозаклепочника, или, как его еще называют, пистолета;
— источника сварочного тока, необходимого для питания дуги;
— контактора, служащего для включения источника питания в цепь.

В качестве электродной применяется проволока марок Св-08, Св-08А и флюс марок АН-348-А или ОСЦ-45.

Настоящим методом производится сварка тентовых палуб, крыш различных надстроек и т. д.

Для крепления деревянного настила палуб, а также для крепления крышек различных горловин используют специальный пистолет для приварки шпилек, которая надежна как по прочности, так и по плотности и не уступает другим методам крепления.

Согласно ОСТ 5.9083-72 шпильки привариваются с флюсовыми или керамическими шайбами, которые изготавливаются из флюса ОСЦ-45, АН-348А или ФЦ-9. Керамические шайбы должны поставляться по техническим условиям, согласованным с заводом-поставщиком и судостроительными заводами.

Сварка наклонным элехтродом. Механизированная сварка наклонным (опирающимся) электродом угловых и тавровых соединений, получившая в последние годы широкое применение, имеет ряд преимуществ перед ручной и полуавтоматической сваркой, а именно; повышает производительность труда сварщиков, повышает стабильность процесса сварки и обеспечивает высокое качество сварного шва, увеличивает количество наплавленного металла в единицу времени, гарантирует изготовление сварных конструкций с заданными размерами сварных швов, допускает возможность использования рабочих низкой квалификации, улучшает гигиенические условия труда сварщиков.

Рис. 5. Приставка к полуавтомату для подачи керамического стержня:
1 — направляющая трубка; 2—керамический стержень; 3 — болт с гайкой; 4 — планка; 5 — хомутик; 6 — мундштук; 7 — сварочная проволока

Рис. 6. Сварка электрозаклепками:
а — с подготовленным в верхнем листе отверстием соединяемых элементов; б — без подготовленного отверстия (для листов s<3 мм); в — через проколотое отверстие; d — диаметр отверстия, мм

Для сварки используются установки АН-2У или УН-ЗУ, которые имеют левое и правое исполнение. Пост для сварки наклонными электродами имеет 4—6 установок АН-2У (2-3 правого и 2-3 левого исполнения), пульт управления, обеспечивающий работу шести установок с использованием трех трансформаторов ТС-500. Установки для сварки наклонным электродом изготавливает Московский опытный сварочный завод.

Применяются сварочные электроды ОЗС-17Н (типа Э-46) и ИТС-1 (типа Э-46А) длиной 700 мм.

Для этого способа ОСТ 5.9083-72 рекомендует установки «Огонек». При сварке сварочная установка перемещается справа налево, а установка «Огонек-ЗП» — слева направо.

Для легкого возбуждения дуги на контактный конец электрода нанесено специальное покрытие. Шлак отделяется легко.

Угловые швы свариваются без разделки кромок. На судоремонтных предприятиях этим способом сваривают: подкрепления люковых крышек под перевозку контейнеров; различные тавровые профили, имеющие непрерывные швы; набор на плоскостных секциях из углеродистой стали, имеющий непрерывный шов, и прочее.

Контактная сварка. Основными способами электрической контактной сварки, отличающимися друг от друга формой соединения деталей, являются: стыковой, очечный, рельефный, шовный, или роликовый. Заготовки соединяются между в ои ПРИ сварке: стыковой — всей площадью соприкосновения; точечной — лишь гдельных местах (форма площадок, именуемых точками, обычно соответствует

форме контактных поверхностей электродов, между которыми в процессе сварки устанавливаются заготовки); рельефной — лишь на участках, где в процессе их изготовления были выштампованы выступы (рельефы); шовной, или роликовой,— обычно сплошным швом.

На судоремонтных заводах используются точечные машины типа МТП-75, МТП-150 и МТП-200, шовная машина МШП-150-13, стыковые СМ-50 МСМУ-150-1.


Читать далее:

Категория Корпуса судов